近年来，对旧例标准HCCI煽动机燃烧进程的咨议证据，CO2可分明革新HCCI煽动机燃烧情形，强迫煽动机爆燃气象，HCCI煽动机中参预CO2后煽动机负荷鸿沟分明推广，工况

近年来，对旧例标准HCCI煽动机燃烧进程的咨议证据，CO2可分明革新HCCI煽动机燃烧情形，强迫煽动机爆燃气象，HCCI煽动机中参预CO2后煽动机负荷鸿沟分明推广，工况鸿沟拓宽。目前对微型自正在活塞动力安装的咨议还处于表面查究阶段，基于微标准条款下，微型自正在活塞动力安装的相联轮回进程的试验咨议难以发展，本次推文合心试验伎俩，对微型HCCI自正在活塞动力安装内自正在活塞单次障碍进程中甲烷掺混差异比例的CO2下混淆气的燃烧特征实行咨议，从而为微型动力安装内告竣安靖着火、牢靠燃烧以及微动力安装内告竣低温燃烧供给表面依照。

为咨议CO2对微动力安装内甲烷均质压燃燃烧特征的影响，创办了自正在活塞单次障碍进程可视化试验台架，试验台架如图1所示。通过流量计与质地流量掌握器制备掺混差异比例CO2的甲烷/氧气混淆气，并通入由高硼硅制成的可视化微燃烧室，通过安排高压氮气的压力为活塞供给差异的初始速率，自正在活塞压燃混淆气，高速数码相机拍摄扫数进程图像，并通过 Photron FASTCAM Analysis 软件阐述策动数据搜罗仪所得到的试验数据，得出自正在活塞位移和速率随时代的蜕变弧线；同时通过维系正在微燃烧室底部的神速反应热电偶温度传感器与微压力传感器获取微燃烧室内差异工况、差异时间微燃烧室内温度与压力蜕变特征。试验中微压力传感器测压鸿沟为0～100 MPa，频率为100kHz，通过燃烧阐述仪实行数据打点。

微型自正在活塞动力安装几何参数与初始条款如表1所示。为确保自正在活塞与微燃烧室之间优异的气密性，制止混淆气从微燃烧室内发作宣泄，自正在活塞与微燃烧室采用阔别加工的特种加工伎俩并正在其外表实行了电镀打点，微燃烧室与自正在活塞间存正在最大间隙值为2µm。咨议中，安装的换气进程不被思量。同时正在试验中为简单咨询，将甲烷燃料的CO2掺混比界说为混淆燃料中CO2的体积与甲烷和CO2的体积之和的比。

正在试验中，活塞的初始速率由高压氮气通过气动安装供给。当气动安装为自正在活塞供给初始速率时，不恐怕确保每次施加正在活塞上的力的目标正对活塞端面的中央。固然确保活塞初始速率为20m/s，但施加正在活塞上的力偏幸惹起活塞的转动惯量蜕变，这乃至会导致活塞挽救，恐怕会对咨议结果出现影响。固然活塞外表和微燃烧室内壁经由精致加工和电镀打点，但实质上依旧存正在很小的粗劣度，即自正在活塞正在 压缩冲程和膨胀冲程功夫依旧具有很小的摩擦阻力。同时，试验进程中微传感器(微温度/压力传感器)与微燃烧室底部的维系也会变成肯定的热量牺牲，使温度和压力的丈量值偏离实质值。这些参数存正在很大的不确定性，试验中无法给出数值和确定条款。因而，为了简化咨议，不思量这些实质存正在而又无法确定的参数，正在对变参数的咨议中，统一组试验反复咨议5次，删除此中差错较大的丈量点并求均匀值，确保试验结果的精准度与可托度。

图2为正在表1条款下、自正在活塞单次障碍进程中高速数码相机摄录的一系列微燃烧室内甲烷着火照片(CO2掺混比α为0、0.2和0.4 时微燃烧室内甲烷着火燃烧的试验照片)。当α＝0 时，因为微燃烧室内混淆气的压缩比力大，甲烷/氧气混淆气压燃进程中发作激烈的化学响应，开释很大的能量，发出明亮的火焰，出现的高温、高压使微燃烧室发作离散；跟着α的增大，压燃进程中火焰的亮度逐步变暗，微燃烧室内甲烷的均质压燃进程逐步减慢，着火的牢靠水准减低；对试验图片进一步打点取得α＝0时混淆气的着火时间约1ms；当α＝0.2时，着火时间约为1.025ms；当α＝0.4时，着火时间约为1.05ms。可知CO2的参预使甲烷均质压燃着火延迟，并对甲烷的压燃进程具有强迫功用。试验结果证据：甲烷掺混CO2后，甲烷均质燃烧着火延迟，燃烧进程减慢，可睹CO2有利于掌握着火时间、扩展HCCI煽动机运转负荷鸿沟。

图3为通过打点试验图片得到的差异CO2掺混比下自正在活塞位移与速率蜕变弧线时，活塞返回时的位移弧线的斜率均大于压缩进程中的位移斜率，讲明 3 种工况下甲烷都发作了着火燃烧、开释能量，对活塞做功；但跟着CO2掺混比的增大，活塞返回末速率逐步减小，活塞单个行程所耗时代增大，当α＝0.2 时，活塞末速率约为 26.3 m/s，行程总时长约为1.83ms；当α＝0.4时，活塞末速率约为 25.0 m/s，行程总时长约为1.88ms，这是由于CO2掺混比的补充使甲烷的比例削减，微燃烧室内甲烷燃烧开释的能量削减，而且CO2具有强迫可燃物燃烧的特征，故使活塞扫数返回进程中均匀速率低重。

图3 差异CO2掺混比下活塞位移与速率弧线掺混比下微燃烧室内温度与压力蜕变弧线时，微燃烧室内的温度与压力都有一个先陡升后低重的进程，这是因为自正在活塞压缩混淆气使微燃烧室内的压力与温度倏忽升高，达到甲烷的着火点，甲烷着火，混淆气体正在短时代内发作激烈的化学响应，混淆气激烈燃烧，微燃烧室内展现了温度与压力陡增的气象，混淆气体对活塞做功，内能低重，故压力与温度低重．跟着CO2掺混比的增大，微燃烧室内最高温度、最高压力均发作了低重，当CO2掺混比由0补充到0.4时，最高温度先后低重了223.4 K、380.6 K，最高压力先后低重了9.25MPa、19.91MPa，这是因为CO2具有较高的比热容(约为54.3 J/(mol·K))强迫甲烷的基元响应，也许有用低重发生压力与温度。

图4 差异CO2掺混比下微燃烧室内温度和压力弧线掺混比下微动力安装的p-V，CO2掺混比连续增大，示功图的面积连续减小，微动力安装输出的指示功削减。当α由0.2补充到0.4时，指示功由1.1913 J 削减至 0.9921 J。其余，随CO2掺混比的增大，微燃烧室内混淆气的着火时间推后，活塞单次压缩冲程须要的时代有所补充，扫数安装的能量密度低重，于是甲烷掺混CO2并晦气于微自正在活塞动力安装做功才华的进步。

由咨议可知，甲烷掺混CO2会使甲烷HCCI着火延迟，微燃烧室内的温度与压力低重，CO2具有较大的热容比，也许强迫甲烷的基元响应，从而强迫爆燃的发作，当CO2掺混比到达0.58时，安装内甲烷无法压燃；CO2掺混比的连续增大，燃料燃烧放热受到强迫，微动力安装内的均匀有用压力连续低重，活塞的返回速率连续减小，即安装的做功才华削弱，正在衡量安装做功才华与强迫安装爆震时，应采取适应的CO2掺混比。

[1]赵岩,王谦,吴凡,柏金掺混比对甲烷HCCI燃烧特征的影响[J].内燃机学报,2019,37(05):385-392.